第三章 科学研究设计201111.ppt

科学研究方法论 2011年 第三章 科学研究设计 研究设计的意义 问题辨析 主题 变量设计 抽样 1 研究设计的意义 研究设计的必要性 1）研究生纂写论文时，容易将研究领域和研究问题混为一谈。从而离所要求的辩识问题差距甚远。 2）研究生在选题时往往希望解决大问题，回答更多的问题，然而，绝非问题越大越多，研究课题的价值就越大。相反，问题越大越多，取得满意结果的可能往往越小。 3）好的研究设计决非无所不包追求全面完整，而是规范地探索有限主题的策略。 举例 “面向嵌入式系统的开发平台的研究” “基于J2EE的电子政务开发研究” “计算智能若干方法的应用研究” “基于Web服务的工作流系统研究与实现” “基于组件的软件开发研究与应用” “虚拟现实引擎中的入口生成与路径规划” “结合符号编码和零量化系数估计的EZW算法” “复杂系统预测中知识约简算法及其表示的研究” 2 问题辨识 （1）概念 问题辩析或称阐明问题(problem formulation)。对于研究生来说，选择适当的研究问题（论文题目）可能是研究工作过程中最困难的一步。 问题辩识的意义 爱因斯坦说：提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧问题，却需要有创新的想象力，而且标志着科学的真正进步。 为找到合适的问题而花费较多精力是值得和必要的。 所有的研究活动都是围绕着问题展开的。 （2）常规问题与反常问题 针对科学研究的具体景况，可将科学问题分为常规问题和反常问题。 常规问题是在维持已有基本原理的前提下提出的有待解决的疑难，其特点在于我们往往要调动我们所有已有的知识，包括基本原理、基本原理的应用方式以及仪器设备的操作方法等来进行解决问题的尝试。 常规问题的解决不与背景知识相冲突，通过对已有知识体系的局部调整就能将原来的疑难化解。对问题的解决将会使原有的理论更加精确、充实、完善和系统化。 反常问题 反常问题是在已有背景知识的范围内不可能解决的问题。对于反常问题，我们不可能在它出现的时候就将它的“反常性”辨认出来，只有当科学家尝试了所有解决问题的常规方式但都归于失败后，其反常的特点才暴露出来。 反常问题与常规问题的区分 （3）科学问题与解答 问题选择的考虑因素 在选择问题去研究的时候，我们应考虑： 问题是否科学，是否有价值，是否是客观可行，是否是主观适应的，是否能产生新问题，是否具有发展前途，是否与当代的重大的科学实践、社会实践有所关涉等等。 问题的选择是极为复杂的和重要的，包含了很多难以琢磨的因素。开创一个好的科学研究方向，可能使人一生受益；否则，将会浪费掉一个科学家的才华和生命。 提出深刻科学问题应具备 要求研究人员必须具有超出常人的好奇心； 需要具有怀疑精神； 还要密切关注各个知识领域的交叉地带； 还要随时准备从生产和实际生活的需要中提炼出问题。 对科学问题的解答基本分为三个类型 通过进一步获取事实来回答问题； 通过引入新的假说来解答问题； 通过引入新的概念来解决问题。 （4）分类 从问题的逻辑上讲，科学问题可分为三类： “是什么”(what)的问题：关于研究对象的识别与判定； “怎么样”(how)的问题：关于研究对象的状态、结构及运动转化过程的； “为什么”(why)的问题：要求对某个事实进行解释。 辩识问题的步骤 1）掌握丰富的背景知识 在背景知识中存在的问题启动了精神的探究活动，并且在背景知识之中从事收集真实材料、提出假设、建立理论、进行验证等活动，研究的过程体现为背景知识的修正、扩充。 提出问题，要依据于背景知识，包括已有的理论，也包括已观察到的事实，甚至包括一些方法论的假定和形而上学的信念。问题决定了科学研究的方向。 2）选择一个范围较广泛和感兴趣的问题领域 任何一个研究领域的提出都离不开研究者的兴趣，缺乏兴趣的研究，不得已或被动地去完成任务，很难取得有成效的成果。 趣向一方面来自对新理论、新发现的追求，另一方面来自职业或工作的需要和对实际问题的关心。 问题导向 问题首先产生于对无知的困惑与烦恼；其次，科学问题的出现在于好奇；第三，问题的出现还在于寻求知识体系逻辑统一性的努力。 理工科的研究生有偏好某种理论或方法，论文要解决的问题尚未辩析清楚就提出要用某种数学方法或模型，让问题适应他感兴趣的方法。 导向：问题导向和方法导向是研究和学习的区别。 3）将问题领域细化为研究问题 研究问题提出过程就是研究领域问题分类、问题定位和变量筛选的过程。先是确定对问题